浅析建筑结构设计中控制裂缝的措施

姚瑞元

山西华鼎建筑设计有限公司 山西 运城 044000

民生关注的重点无非是衣食住行，而这其中大部分需求都与建筑物息息相关。生活水平的不断提高促使人们对建筑质量有了更高的要求。建筑裂缝是房屋质量检验标准中混凝土构件外观质量缺陷的主要因素。因此，应通过了解建筑结构特点与原理，进一步分析出裂缝产生的原因、特点以及所受影响，从而合理控制建筑结构设计上的细节问题，积极采取措施有效解决建筑结构设计中所产生的裂缝问题。

1 建筑结构中裂缝的类型

1.1 塑性沉降裂缝

塑性沉降裂缝有着“中部宽，两侧窄”的特征，其外部呈现出明显的梭形，通常会出现在建筑中的变截面或者梁板交汇的位置上，且裂缝深度较深，可以达到钢筋的表面。避免或者防范这种塑性沉降裂缝的关键在于建筑施工过程中的水灰比、砂率的配比和对坍落度的合理控制。对于某些截面差距较大的建筑构件，则需要从较深的位置来进行浇筑，待浇筑完成之后再静置1h左右，在确认水泥砂浆沉降稳定之后，再对上部的界面层进行浇筑，在此过程中还需要注意对保护层厚度的合理控制。

1.2 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝产生的主要原因是因为在建筑工程施工过程中人为施工不当造成的，这种裂缝大都呈现出多边形或者不规则的形式。两个相邻裂缝之间的距离小的只有几厘米，而大的则有十几厘米之大。在裂缝形成的最初阶段，塑性收缩裂缝会呈现出浅显性的特点，而随着时间的推移则会逐渐的发展成为持续性裂缝。对于塑性收缩裂缝进行预防和控制的关键点在于对混凝土水胶比和水灰比的控制，在此施工过程中需要注意的是在高温环境下或者大风等较为恶劣的天气下，需要对施工步骤进行强力有效的控制，以便确保施工效果能够符合相关标准要求。

1.3 温度应力裂缝

温度应力裂缝，顾名思义其产生的主要原因就是温度因素。在建筑施工过程中进行混净土浇筑时，由于施工周期较长，外加白天和夜晚的温差较大，就会导致混净土内外散热不均，这会对建筑产生很大的影响。如果温差拉应力大于了混凝土自身所能够承载的拉应力强度时，就会导致温度应力裂缝的出现。由于这种裂缝通常不容易被发现，但却对于建筑的功能性有着较大的影响，为了有效避免这种裂缝的产生就需要对建筑施工过程中的温度进行控制。

2 建筑设计结构中裂缝问题的影响与危害

结构裂缝的出现对于建筑的使用寿命以及耐久性会带来严重的危害，如果缺乏科学的控制，任其自由发展，将会导致裂缝越来越大，建筑结构中的裂缝对于建筑的影响以及危害主要表现在以下几方面。

2.1 削弱建筑结构的刚性

在建筑结构中出现结构裂缝主要是在建筑面和水土长期接触的表面，由于水土的存在将会使混凝土中的钢筋受到锈蚀，久而久之使得钢筋截面减小，钢筋混凝土的整体刚性降低，从而使得其耐久性降低，影响到钢筋混凝土的使用寿命。此外，对于建筑结构来说，大部分面积较大的裂缝都处于中性轴区域，而且随着裂缝面积的不断扩大致使中性轴区域向上移动，同时也在影响着建筑结构形状的变化，从而导致在很大程度上削弱了建筑结构的刚性，建筑结构的刚性减弱也就意味着建筑结构的耐压能力也在减弱，进而加大了承载部件的损伤程度。

2.2 降低建筑结构的整体强度

建筑结构中出现的裂缝问题会导致建筑物整体强度下降，直接影响建筑结构的质量安全与稳定性[1]。裂缝问题所产生的不利影响不仅体现在削弱建筑结构刚性层面上，也使建筑结构的抗剪能力受到层层制约。部分重点结构位置裂缝的持续扩张会形成建筑截面开裂，进而引发空气中的水分会随裂缝混入建筑结构内部，侵蚀破坏建筑物内部结构，引发钢筋生锈被腐蚀等现象，从而在很大程度上降低了钢筋的受力性能，致使建筑物整体承受巨大损伤，严重影响建筑结构的整体强度，与此同时还会降低建筑结构的防水能力。例如，穿透和深度裂缝，对于钢筋混凝土结构的整体刚性以及抗剪强度都会产生很大的影响。由于建筑结构中出现了裂缝还会改变原本设计结构中的结构受力和传输模式，这样就会导致建筑结构的安全性能降低。

2.3 影响建筑结构具体使用功能

在进行建筑结构设计中，合理的规划建筑结构的使用功能和建筑结构的质量安全同等重要，合理规划建筑结构的具体使用功能不仅可以彰显出建筑结构的优势特点，更能满足消费者的居住需求[2]。但是裂缝问题的产生，直接导致建筑结构安全性下降，严重影响建筑结构的具体使用功能。在建筑物后期的使用过程中出现渗水、腐蚀、地基下沉等一系列安全问题，严重影响建筑物的整体质量安全。例如，在建筑的外墙以及顶板等位置会产生贯通性的结构裂缝，这种裂缝往往会导致建筑出现渗水以及漏水等问题，使得室内出现积水或者是大面积的墙体发霉现象，从而对建筑的日常使用和维护带来很大的影响。这种贯通性的结构裂缝在日常生活中较为常见，且对其进行处理大都是在裂缝表面的缝缝补补，很难做到彻底的根治。

3 建筑结构形成裂缝的具体原因

3.1 地质因素

地质因素是影响建筑结构裂缝问题产生的重要因素。地质勘察是建筑结构设计中的重要环节，其勘察的准确程度直接影响着建筑结构的设计成效。因此在建筑结构设计之前一定要进行系统的地质勘察，从而保证建筑结构设计的科学性与合理性。如果地质勘察工作不够仔细认真，会直接影响数据的真实性，导致建筑结构设计缺乏数据支撑，必然会影响建筑结构的设计结果，从而引发裂缝问题。

3.2 设计因素

设计人员的设计能力直接影响着建筑物的整体质量。部分建筑结构设计工作者设计能力不足，缺乏设计理念，忽略了设计环节对设计质量的把控，不能确保混凝土结构质量[3]。施工过程中没有设计的严格约束所出现的地基下沉、受力不均、钢筋使用量过少等一系列问题，都是致使混凝土结构出现不同程度裂缝的原因。因此，设计工作者应该在结构设计过程中加强质量把控，以利于为施工过程提供一个准确的施工依据。

3.3 施工和设计因素

建筑工程中的施工过程主要包含建筑施工质量以及对建筑安全生产问题两方面的内容，建筑施工过程是确保最终建筑质量的一个关键环节，由此可以看出，建筑工程施工过程对于建筑质量有着直接的影响。而在建筑工程施工过程中，所选择的施工材料质量、施工材料的应用标准、施工人员在具体施工过程中的合规性等等都会对工程裂缝的产生造成较大的影响[4]。一旦在实际施工过程中这些施工过程控制不达标，将会大大增加裂缝出现的概率。因此，科学的施工方案需要结合严格控制施工质量才能确保整个建筑项目安全稳定的开展下去。控制施工质量可以从以下三方面入手：首先，施工活动的开展要遵循国家规范以及企业相关制度。其次，严格按照设计图纸进行材料选择以及数量的确定。最后，对施工过程实行全过程监督管理，以避免违规施工行为的发生。施工因素在施工过程中管控不严格也是导致建筑结构中裂缝问题频发的主要原因。

建筑设计环节作为工程的开始阶段，其对于整个建筑工程的质量也有着十分重要的影响。在建筑工程的设计过程中，应严格遵守相关的标准和规定进行设计如果无法依据建筑工程的要求和实际工程所处位置地质因素对建筑进行裂缝预防设计，或者是在施工过程中，施工人员并未关注到不同建筑材料之间所产生的相互影响，都会导致建筑裂缝的产生。

3.4 材料因素

建筑材料选用不合理极易产生裂缝问题，特别是在混凝土结构施工材料的采购环节。混凝土结构是当前建筑结构的主流，对于温度和形变具有严格的要求。如果采用水化热较高的施工材料，就会产生水泥渗水现象，从而损害建筑物的整体结构，产生裂缝问题。此外，建筑结构内部防水材料的选择也影响着裂缝问题的产生。选用合适的防水卷材可以有效防止渗漏现象发生，从而降低裂缝发生概率，反之，如果防水卷材应用不合理，会致使防渗裂缝持续扩大，形成大面积裂缝。

4 建筑结构设计中控制裂缝的措施

4.1 合理设计平面布置

合理的平面布置可以有效提高设计质量。面对建筑结构平面布置存在凹凸现象时，首先要根据工程实际情况适当添加拉梁，其次是加厚平面结构四周的楼板，同时对钢筋配置进行适当调整。另外，可以利用后浇带和膨胀加强带来实现对结构长度的控制。后浇带是通过将建筑结构划分为若干部分，等待构件完成收缩或沉降步骤后，再利用浇捣手段使其成为一个整体结构，此种方式可以在很大程度上降低裂缝的产生几率[5]。膨胀加强带通过对构件收缩进行及时补充而避免裂缝产生。目前，膨胀加强带有连续式、后浇式、间歇式三种方式，设计人员可以结合施工现场的实际情况进行选择，从而有效实现控制裂缝的目的。

4.2 配筋的合理设计

钢筋是混凝土结构的重要组成部分，在其中发挥着重要作用，通过加强钢筋的合理使用，可以有效提高建筑结构整体的裂缝控制水平。配筋的要求会因配筋位置不同而有所不同，比如，对于屋面上的钢筋配置应采用双层双向钢筋，并控制热传导系数在1W/m2·K以下。对于处理屋面负筋缺失部分有两种方式，一种是利用拉通网支座为其负筋，另一种是增加双向钢筋网。板筋配置时要遵循直径小、间距密这两项基本原则，才能有效控制裂缝程度[6]。比如，在某一项采用四边嵌角结构的工程中，板楼中间会因收缩力的影响而形成贯穿裂缝，从而使四周出现45°倾斜角。使用双层双向的配筋方法可以有效避免此类问题的出现。将钢筋以100mm的间距覆盖于整个楼板，以此来分散四角的承重压力，从而提升建筑结构的整体质量。

4.3 精心设计浇筑技术

浇筑环节对于混凝土质量具有重要影响，因此要对浇筑环节进行精心设计。针对薄弱区域，要选用分层法，而且要严格遵守振捣要求。浇筑厚度一般在50cm以下，并且要确保每一层都处于相同温度下。在浇筑工序设置环节要有严格规定，浇筑前要对混凝土的温度进行检测，以防混凝土温度过高产生裂缝。在浇筑过程中要注意使用从两侧向中间推进的方式进行浇筑，这样有利于控制混凝土密度。除此之外，还应重点关注浇筑后混凝土的养护工作，在浇筑工作结束的半天内，应及时安排专项人员针对混凝土的温度与湿度进行记录工作。同时要将混凝土表面用塑料薄膜覆盖，保持定时洒水，避免混凝土内部的水分流失，影响浇筑后的养护效果。

4.4 针对温度裂缝进行防治

水泥与水的反应过程中会产生大量热量，当热量值达到一定高度后就会产生裂缝。因此，想要合理控制温度裂缝，就要严格控制水泥的使用。在混凝土中适当添加粉煤灰可以有效提升混凝土性能。另外，设计人员需要根据季节的不同采取不同的应对措施。比如在夏天进行施工，首先利用冷却板完成对混凝土的降温处理，之后做好振捣过程的保温工作。同时也要重点关注养护工作，设计人员应将养护重点罗列清楚，以便为施工单位提供必要的指导说明。冬天施工过程要重点关注保温问题。根据多年的实际应用表明，苯板和钢筋具有良好的保温效果，可应用于设计方案当中[7]。除此之外，施工质量也是影响材料发挥功效的重要因素，因此，施工过程要严格遵守施工要求，钢筋的预埋深度要控制在规范要求的范围之内，苯板要固定在钢筋上方。通过标准化的施工操作可以有效解决温度裂缝问题。

4.5 选用高质量的建筑材料

合理选用建筑材料是控制裂缝问题的关键因素。设计人员要充分了解每种建筑材料的特点与功能，能够将其功能性与实用性进行有效结合。水泥钢筋是建筑工程必不可少的主要建筑材料，首先设计人员要根据计算建筑的承载力选择对应标号的水泥，再根据水泥的标号选择合适的钢筋。适当加入增强材料可以有效提升混凝土的结构稳定性，目前常用的加强材料有无机纤维和金属纤维，具体使用哪种，设计人员可以根据现场实际施工情况进行选择。另外，采用新型材料也是防止裂缝问题的有效手段，例如采用抗裂水泥可以有效提高混凝土强度，同时能够降低水泥使用量，减少资源消耗[8]。为有效控制裂缝问题，应选用高质量的建筑材料，以此来保证各种建筑材料在建筑结构中的应用效果，确保建筑质量安全，避免后期裂缝问题的发生。除此之外，设计人员还应注意建筑区域一些特殊位置的处理，比如建筑拐角、结构大跨度等位置的处理都要满足施工要求标准，具体操作为角度间距设定在120mm以内，跨度大于4m时，要控制负弯矩钢筋保持一定距离，同时要在外墙部位添加放射性钢筋。在多措并举之下，可以有效提升建筑方案的科学性，保证建筑质量安全性与稳定性。

5 结语

由以上可以看出，裂缝问题不仅影响建筑项目的美观，更重要的是严重威胁着施工人员的生命安全，影响项目工程的后续开展。由于钢筋混凝土的构造特性极易在建筑结构设计环节出现裂缝问题，虽然大部分裂缝并没有危险性，不会影响整体建筑质量，但往往在建筑结构的重要部位存在着部分危险性裂缝，而且受到多方面因素的影响，此部分裂缝会持续加深引发危害，对建筑结构使用的安全性产生极大的威胁，因此，应对建筑结构设计中的裂缝问题引起高度重视，相关部门应加强对建筑裂缝问题的探究分析，不断提高建筑结构设计水平，优化建筑结构方案，从而进行建筑裂缝的科学防治，有利于保证项目工程的整体质量，为建筑行业的健康发展奠定良好基础。